TCP/IP 基础知识 - 网络构成要素

网络的构成要素

搭建一套简单的网络都会涉及到如下的几种网络设备：

• 网卡（计算机连网设备）
• 中继器（物理层延长网络设备）
• 网桥（数据链路层延长网络设备）
• 路由器（网络层转发数据设备）
• 4～7层交换机（处理传输层以上各层网络传输设备）
• 网关（转换协议设备）

每一个网络设备中又由电缆互相链接，而电缆又能够分为多种，这里就不详细介绍了，但有两个术语必须讲解

带宽

带宽同时又称为传输速率，单位是bps(bit per second），传输速率指的是在传输管道中能够传递数据的能力，便是单位时间内传输的数量有多少。首先必须知道信号在传输介质中的流动速度是恒定的，即便数据链路的传输速率不相同，也不会致使传输的速度忽快忽慢。低速数据链路就如同车道较少的道路，没法同时传输大量数据，而高速数据链路就至关于多个车道的道路，能同时传输大量数据。

吞吐量

主机之间实际的传输速率也叫吞吐量，单位也是bps(bit per second），吞吐量不只仅衡量带宽，也包含着主机CPU的处理能力，网络的拥堵程度等等。

设备详情

往下介绍各个设备的详情

网卡

每个网卡都有着独一无二的MAC地址（48位串行号），所以它属于OSI中的第一层，也就是物理层。任何一台计算机链接网络时，都必须使用网卡，它使得用户能够经过电缆或无线相互链接。

中继器

中继器也是OSI模型第一层——物理层上的延长网络的设备，适用于局域网下延长网络距离，可是它不属于网络互联设备。中继器会把传进的光信号或者电信号调整或者放大再传输到另一条电缆上，它能够适用于两种相同通讯媒介的转换工做，也能够适用两种彻底不一样通讯媒介，例如光信号转电信号，它纯粹负责信号0和1比特流之间的转换，并不关心数据的正确性。

多个端口的中继器也可成为集线器。

网桥

网桥是OSI模型第二层——数据链路层上链接两个网络的设备。它可以识别数据链路层中的数据帧，再从新生成信号做为一个全新的帧转发到相连的另外一个网段。

网桥哈能够识别数据链路中的FCS，用以判断数据是否正确送达目的地。网桥能够经过检查这个值，避免发送一些损坏的数据。

因为上述功能都是OSI参考模型的第二层（数据链路层）上的功能，因此网桥也叫做2层交换机（L2交换机）

网桥如今已经广泛被具备更多端口、同时也可隔离冲突域的交换机（Switch）所取代了。

路由器

路由器是OSI模型的第三层——网络层上链接两个网络，并对分组报文进行转发的设备。

因为路由器和交换机之间均可以同时链接多个设备，因此列举一下它们之间的差别：

• 路由器能够为局域网自动分配IP和虚拟拨号，而交换机只是用来分配网络数据的。
• 路由器在网络层，根据IP地址寻址，而交换机在中继层，根据“MAC”地址寻址。
• 路由器能够把一个IP分给多个主机使用，对外IP相同，而交换机能够把不少主机链接起来，对外的IP不一样。
• 路由器是用来作网间链接，也就是用来链接不一样网络的，而交换机是作扩大局域网接入点的，可让局域网连进更多的电脑。

简单的总结就是路由器上也有着交换机的功能。

4～7层交换机

4～7层的交换机主要是负责处理OSI模型上传输层至应用层的数据。其实就是以TCP等协议的传输层及其上面的应用层为基础，分析收发数据，并对其进行特殊处理，如：负载均衡器，广域网加速器和防火墙等等。

网关

网关是OSI参考模型中负责将从传输层到应用层的数据进行转换和转发的设备。简单来讲，你们都知道，从一个房间走到另外一个房间，必然要通过一扇门。一样，从一个网络向另外一个网络发送信息，也必须通过一道“关口”，这道关口就是网关。

网关(Gateway)又称网间链接器、协议转换器，它和4～7层的交换机同样，处理着传输层到应用层的数据，但它也不只仅转发数据，它还扶着对数据进行转换，在两个不能直接通讯的协议之间进行翻译，最终实现二者的通讯。

举一个网上很生动的例子：

假设你的名字叫小不点(很小)，你住在一个大院子里，你的邻居有不少小伙伴，父母是你的网关。当你想跟院子里的某个小伙伴玩，只要你在院子里大喊一声他的名字，他听到了就会回应你，而且跑出来跟你玩。

可是你家长不容许你走出大门，你想与外界发生的一切联系，都必须由父母（网关）用电话帮助你联系。假如你想找你的同窗小明聊天，小明家住在很远的另一个院子里，他家里也有父母（小明的网关）。可是你不知道小明家的电话号码，不过你的班主任老师有一份大家班全体同窗的名单和电话号码对照表，你的老师就是你的DNS服务器。因而你在家里和父母有了下面的对话：

小不点：妈妈(或爸爸),我想找班主任查一下小明的电话号码行吗？家长：好，你等着。（接着你家长给你的班主任挂了一个电话，问清楚了小明的电话）问到了，他家的号码是211.99.99.99

小不点：太好了！妈(或爸),我想找小明，你再帮我联系一下小明吧。

家长：没问题。（接着家长向电话局发出了请求接通小明家电话的请求，最后一关固然是被转接到了小明家家长那里，而后他家长把电话给转到小明）。

就这样你和小明取得了联系。

写在最后

参考文章

图解TCP/IP

这会做为最近的一个长期目标不按期更新。